乾式落花生莢果脫殼機之研發

依據農糧署網站公布資料，國內每年約產出60,000~75,000公噸的落花生，主要生產地為雲林，年產值約23至36億元，為台灣重要雜糧之一。落花生最適合儲藏之含水率為10%以下，若落花生含水率高於此數值，容易產生黃麴毒素，而我國農糧署在收購輔助落花生時，因考量食安與農民問題，要求落花生含水率需在12%以下，帶殼方式收購，以方便後續處理。目前產業多採用濕式落花生脫殼作業，其中濕式係指將落花生加水回潮至含水率15%~18%，主要原因為落花生在此含水率範圍內其機械造成花生仁破損率較低，良率較佳，然在此作業過程中容易產生黃麴毒素汙染，影響後續花生仁及其加工品的品質。另外浸濕脫殼作業之後，為符合後續的儲存含水率所需，花生種仁仍然需要再次進行乾燥作業，形成人力、時間及能源的重複投入，造成產品加工成本增加，直接或間接銷弱產業的競爭力。
之前雖然有小規模的農產加工廠曾經採用舊式的乾式落花生脫殼機進行脫殼作業，然舊式脫殼機構應用木製的齒型滾筒以敲擊外殼方式對落花生進行破殼作業。但是該種木製脫殼滾筒經常會有磨耗變形及齒條脫落的現象，更會因誤入的堅硬物體如石頭或金屬等雜物而造成齒條與篩網的嚴重變形損壞現象發生。另外，當進料處理量過大時，常造成機械堵塞而停止運轉，需要於脫殼作業過程中進行機械拆解以進行故障排除，使用上造成極大的不便利，且該舊式脫殼機花生仁破損率偏高，為此種機型的致命傷，故遭到產業界的淘汰。目前較高品質需求的花生仁原料來源仍然是仰賴人工剝殼為主，雖然人工剝殼所造成的破損率極低，但是其作業效率偏低，每人天處理量約為80斤至100斤，成本約800元~1,200元，已不敷產業現況，且人工剝殼作業，花生仁與作業人員與外界空氣接觸時間較長，亦容易造成汙染，進而影響食品安全衛生與品質。
有鑑於此，產業界亟需提供高效率低破損率的乾式(指含水率12%或10%以下)落花生脫殼技術進行利用，除可防止花生仁在產製過程中遭到黃麴毒素的污染之外，亦可防止能源及人力重複消耗，降低生產成本。因此，本計畫主要目的便是在於發展一台適用於台灣現行落花生產業應用之乾式落花生莢果脫殼機，並進行商品化，針對過去木製落花生脫殼機之缺點進行改良，設計新的脫殼機構提升作業效率，降低花生仁破損率，舒緩農村勞力不足問，並提供量產型新式乾式落花生莢果脫殼機一台，利於後續乾式落花生脫殼作業推廣。
本研究以雲農牌HC-PS300落花生種子剝殼機之配置的傳統乾式落花生木製脫殼機脫殼為對象進行脫殼滾筒的研製改良，以採用鐵製打擊齒取代木製的實心脫殼滾筒進行新樣態的脫殼滾筒機構之研製開發，並且使其打擊齒樣式並可進行不同組合樣態的改變調整(圖1)。
為探討所開發新型態鐵製滾筒之落花生脫殼功能，本研究方法應用不同打擊齒樣態及不同入料口開度條件進行脫殼效能分析研究，其中包括6齒小開口模式(A)、3齒小開口模式(B)、3齒大開口模式(C)及3齒3短齒大開口模式(D)等4種不同樣式去進行落花生果莢之破碎脫殼作業(圖2)，以進行脫殼率、破碎率、夾雜率及步留率等參數之探討。研究方法中不同樣態脫殼滾筒所採用的轉速、篩網、風選除雜與振篩裝置之作業條件均保持一致，僅改變入料口的開度作為操作條件，因其係為影響滾筒是否可以順暢運轉的關鍵影響因子。
試驗結果如表1所顯示B、C及D等模式脫殼滾筒的脫殼率均可達到97%以上，而其中B模式的果仁破碎率、夾雜率與步留率等皆較優於其他模式之滾筒，但處理時間較長。後續仍需再搭配運用不同的脫殼滾筒迴轉速度、不同滾筒與篩網間隙等重要影響因子進行試驗研究，方能獲得此種新型態脫殼滾筒之最佳操作參數，並得到最佳之脫殼效果以利落花生產業後續利用。
本次試驗為新設計之新式脫殼滾筒，以鐵製研製，並設計多樣態打擊齒，搭配原廠設計之驅動裝置，並經過測試後，須依滾筒形式，調整入料口開度，以減少滾筒卡住之現象。本研究以台南18號落花生作為試驗材料，試驗花生之含水率為10%，在脫殼機上之轉速、篩網、風選除雜、振動篩網之參數相同。在入料口的開度大小會影響其滾筒轉動順暢與否。經試驗結果綜和比較下，A、B模式兩者開度相同，在各項指標上，B模式表現較佳。在C、D模式兩者開度相同，除了夾雜率、時間較差於D模式，其餘各項指標上皆優於D模式。綜觀4種模式試驗結果顯示，與產業需要完整花生仁之考量及減少異物之夾雜的考量下，B模式之試驗結果則為本研究最佳成果及符合產業需求。未來改善建議可將滾筒轉速降低，入料口的開度增加，以提升處理速度，或更換打擊齒的材質，如橡膠、塑鋼等較為軟性的材料進行處理，以維持或優化落花生脫殼機的品質與效能。